적외선 현미경을 통한 3차원 상호연결 결합 공극의 감지 및 특성화

3차원(3-D) 집적 회로는 관통 실리콘 비아(Through Silicon Vias, TSV)를 수직 상호 연결로 사용하여 다수의 2차원 집적 회로를 단일 장치에 적층하는 방식입니다. 3D 집적을 촉진하는 여러 요인으로는 전력 소비 감소, 저항-정전용량 지연, 폼 팩터, 대역폭 증가 등이 있습니다. 모든 3D 공정에서 핵심적인 공정 단계 중 하나는 스태킹이며, 이는 웨이퍼 대 웨이퍼, 칩 대 웨이퍼 또는 칩 대 칩 본딩의 형태를 취할 수 있습니다. 이러한 본딩은 박막화를 위해 장치 웨이퍼를 핸들 웨이퍼에 부착하는 데 사용되는 임시 접합일 수도 있고, 웨이퍼 간 신호 전달을 위해 직접 금속 접합이나 솔더 범프를 포함하는 영구 접합일 수도 있으며, 전도체가 없는 영역에서는 산화막 접합 또는 언더필이 사용됩니다. 이러한 각 공정에서는 층 사이에 공극이 발생하지 않도록 접합을 수행하는 것이 중요합니다. 본 논문에서는 산화물 간 영구 접합, 벤조사이클로부텐 영구 접합 또는 임시 접착 결합 라미네이트 계면과 같은 광학적으로 투명한 균일 매질에서 형성될 수 있는 마이크로미터 크기의 공극을 검출하는 적외선(IR) 현미경의 성능에 대해 설명합니다. 적외선 현미경에 대해 설명하고, 접합된 보이드 웨이퍼 세트의 측정 결과를 제시합니다. 도구의 성능을 시연하는 데 사용되는 웨이퍼에는 다양한 크기, 밀도 및 깊이를 가진 프로그래밍된 보이드가 포함됩니다. IR 현미경 측정을 통해 얻은 결과는 공극을 감지하고 측정하는 기법의 기능과 일부 한계에 대한 개요를 제공합니다.

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